Rôle de la structure du génome viral sur la réplication du virus de l’hépatite C.

Le virus de l'hépatite C (VHC) touche 3% de la population mondiale et environ 30% des patients chroniquement infectés développeront une fibrose hépatique. Son génome est un ARN simple brin de polarité positive qui possède un cadre ouvert de lecture flanqué de deux régions non traduites hautement conservées. Différents facteurs peuvent influencer le cycle de réplication du VHC. Deux d’entre eux ont été étudiés dans cette thèse. Tout d'abord, nous nous sommes intéressés à l'effet des structures secondaires et tertiaires du génome sur la réplication du VHC. Les extrémités 5' et 3' du génome contiennent des structures ARN qui régulent la traduction et la réplication du VHC. Le 3'UTR est un élément structural très important pour la réplication virale. Cette région est constituée d’une région variable, d’une séquence poly(U/C) et d’un domaine hautement conservé appelé région X. Des études in vitro ont montré que le 3'UTR possède plusieurs structures ARN double brin. Cependant, les structures ARN telles qu'elles existent dans le 3'UTR dans un contexte de génome entier et dans des conditions biologiques étaient inconnues. Pour élucider cette question, nous avons développé une méthode in situ pour localiser les régions ARN simple brin et double brin dans le 3'UTR du génome du VHC. Comme prédit par les études antérieures, nous avons observé qu’in situ la région X du 3’UTR du génome présente des éléments ARN double brin. Étonnamment, lorsque la séquence poly (U/UC) est dans un contexte de génome entier, cette région forme une structure ARN double brin avec une séquence située en dehors du 3'UTR, suggérant une interaction ARN-ARN distale. Certaines études ont démontré que des structures ARN présentes aux extrémités 5’ et 3' du génome du VHC régulent à la fois la traduction et la réplication du VHC. Cela suggère qu'il y aurait une interaction entre les extrémités du génome qui permettrait de moduler ces deux processus. Dans ce contexte, nous avons démontré l'existence d'une interaction distale ARN-ARN, impliquant le domaine II du 5'UTR et la séquence codante de NS5B du génome du VHC. En outre, nous avons démontré que cette interaction joue un rôle dans la réplication de l'ARN viral. Parallèlement, nous avons étudié l'impact d'une molécule immuno-modulatrice sur la réplication du VHC. La fibrose hépatique est une manifestation majeure de l’infection par le VHC. Hors, il a été montré qu'une molécule immuno-modulatrice appelée thalidomide atténuait la fibrose chez les patients infectés par le VHC. Cependant, son impact sur la réplication virale était inconnu. Ainsi, nous avons étudié l'effet de cette molécule sur la réplication du VHC in vitro et nous avons démontré que la thalidomide active la réplication du virus en inhibant la voie de signalisation de NF-kB. Ces résultats soulignent l’importance de la voie de signalisation NF-kB dans le contrôle de la réplication du VHC, et sont à prendre en considération dans l’établissement d’un traitement contre la fibrose hépatique.

Recognition of hepatitis C virus RNA by toll like receptors 7 and 8 : implications for the initiation of innate immune response

Le virus de l’hépatite C (VHC) est un virus à ARN simple brin positif (ssARN) qui se replique dans le foie. Deux cents millions de personnes sont infectées par le virus dans le monde et environ 80% d’entre elles progresseront vers un stade chronique de l’infection. Les thérapies anti-virales actuelles comme l’interféron (IFN) ou la ribavirin sont de plus en plus utilisées mais ne sont efficaces que dans la moitié des individus traités et sont souvent accompagnées d’une toxicité ou d’effets secondaires indésirables. Le système immunitaire inné est essentiel au contrôle des infections virales. Les réponses immunitaires innées sont activées suite à la reconnaissance par les Pathogen Recognition Receptors (PRRs), de motifs macromoléculaires dérivés du virus appelés Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs). Bien que l'activation du système immunitaire par l'ARN ou les protéines du VHC ait été largement étudiée, très peu de choses sont actuellement connues concernant la détection du virus par le système immunitaire inné. Et même si l’on peut très rapidement déceler des réponses immunes in vivo après infection par le VHC, l’augmentation progressive et continue de la charge virale met en évidence une incapacité du système immunitaire à contrôler l’infection virale. Une meilleure compréhension des mécanismes d’activation du système immunitaire par le VHC semble, par conséquent, essentielle au développement de stratégies antivirales plus efficaces. Dans le présent travail nous montrons, dans un modèle de cellule primaire, que le génome ARN du VHC contient des séquences riches en GU capables de stimuler spécifiquement les récepteurs de type Toll (TLR) 7 et 8. Cette stimulation a pour conséquence la maturation des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs), le production d’interféron de type I (IFN) ainsi que l’induction de chémokines et cytokines inflammatoires par les différentes types de cellules présentatrices d’antigènes (APCs). Les cytokines produites après stimulation de monocytes ou de pDCs par ces séquences ssARN virales, inhibent la production du virus de façon dépendante de l’IFN. En revanche, les cytokines produites après stimulation de cellules dendritiques myéloïdes (mDCs) ou de macrophages par ces mêmes séquences n’ont pas d’effet inhibiteur sur la production virale car les séquences ssARN virales n’induisent pas la production d’IFN par ces cellules. Les cytokines produites après stimulation des TLR 7/8 ont également pour effet de diminuer, de façon indépendante de l’IFN, l’expression du récepteur au VHC (CD81) sur la lignée cellulaire Huh7.5, ce qui pourrait avoir pour conséquence de restreindre l’infection par le VHC. Quoiqu’il en soit, même si les récepteurs au VHC comme le CD81 sont largement exprimés à la surface de différentes sous populations lymphocytaires, les DCs et les monocytes ne répondent pas aux VHC, Nos résultats indiquent que seuls les macrophages sont capables de reconnaître le VHC et de produire des cytokines inflammatoires en réponse à ce dernier. La reconnaissance du VHC par les macrophages est liée à l’expression membranaire de DC-SIGN et l’engagement des TLR 7/8 qui en résulte. Comme d’autres agonistes du TLR 7/8, le VHC stimule la production de cytokines inflammatoires (TNF-α, IL-8, IL-6 et IL-1b) mais n’induit pas la production d’interféron-beta par les macrophages. De manière attendue, la production de cytokines par des macrophages stimulés par les ligands du TLR 7/8 ou les séquences ssARN virales n’inhibent pas la réplication virale. Nos résultats mettent en évidence la capacité des séquences ssARN dérivées du VHC à stimuler les TLR 7/8 dans différentes populations de DC et à initier une réponse immunitaire innée qui aboutit à la suppression de la réplication virale de façon dépendante de l’IFN. Quoiqu’il en soit, le VHC est capable d’échapper à sa reconnaissance par les monocytes et les DCs qui ont le potentiel pour produire de l’IFN et inhiber la réplication virale après engagement des TLR 7/8. Les macrophages possèdent quant à eux la capacité de reconnaître le VHC grâce en partie à l’expression de DC-SIGN à leur surface, mais n’inhibent pas la réplication du virus car ils ne produisent pas d’IFN. L’échappement du VHC aux défenses antivirales pourrait ainsi expliquer l’échec du système immunitaire inné à contrôler l’infection par le VHC. De plus, la production de cytokines inflammatoires observée après stimulation in vitro des macrophages par le VHC suggère leur potentielle contribution dans l’inflammation que l’on retrouve chez les individus infectés par le VHC.

Expresión de TRF2 y GAPDH en el envejecimiento de las células del epitelio superficial del ovario in vitro

Se ha demostrado que la proteína GAPDH se puede unir al ADN telomérico de cadena sencilla, tanto in vitro como in vivo. Por lo tanto, se ha planteado la hipótesis de que la GAPDH juega un papel importante en la protección de los telómeros, papel que podría ser compartido con la TRF2, proteína que participa en una gran variedad de funciones relacionadas con la homeostasis telomérica. Objetivo: el objetivo de este estudio fue determinar si existe una correlación entre la expresión de ambos genes en el epitelio superficial del ovario in vitro. Materiales y métodos: la expresión relativa de cada gen fue establecida mediante qRT-PCR, en cultivos primarios de células del epitelio superficial del ovario provenientes de un grupo de 22 donantes colombianas mestizas sanas. Resultados: las pruebas no paramétricas de Kendall y Spearman permitieron establecer que existe una correlación significativa entre los niveles de expresión de GAPDH y TRF2 a lo largo de la historia replicativa de los cultivos, en forma independiente de la edad de las donantes. Conclusión: nuestros resultados sugieren un efecto sinérgico entre TRF2 y GAPDH, que podría estar orientado a contrarrestar la reducción de los telómeros in vitro.

Modified rare earth semiconductor oxide as a new nucleotide probe

Recent rapid developments in biological analysis, medical diagnosis, pharmaceutical industry, and environmental control fuel the urgent need for recognition of particular DNA sequences from samples. Currently, DNA detection techniques use radiochemical, enzymatic, fluorescent, or electrochemiluminescent methods; however, these techniques require costly labeled DNA and highly skilled and cumbersome procedure, which prohibit any in-situ monitoring. Here, we report that hybridization of surface-immobilized single-stranded oligonucleotide on praseodymium oxide (evaluated as a biosensor surface for the first time) with complimentary strands in solution provokes a significant shift of electrical impedance curve. This shift is attributed to a change in electrical characteristics through modification of surface charge of the underlying modified praseodymium oxide upon hybridization with the complementary oligonucelotide strand. On the other hand, using a noncomplementary single strand in solution does not create an equivalent change in the impedance value. This result clearly suggests that a new and simple electrochemical technique based on the change in electrical properties of the modified praseodymium oxide semiconductor surface upon recognition and transduction of a biological event without using labeled species is revealed.

Determination by MAD-DM of the structure of the DNA duplex d[ACGTACG(5-BrU)]2 at 1.46 Å and 100 K

A four-wavelength MAD experiment on a new brominated octanucleotide is reported here. d[ACGTACG(5-BrU)], C77H81BrN30O32P7, (DNA) = 2235, tetragonal, P43212 (No. 96), a = 43.597, c = 26.268 Å, V = 49927.5 Å3, Z = 8, T = 100 K, R = 10.91% for 4312 reflections between 15.0 and 1.46 Å resolution. The self-complementary brominated octanucleotide d[ACGTACG(5-BrU)]2 has been crystallized and data measured to 1.45 Å at both 293 K and a second crystal flash frozen at 100 K. The latter data collection was carried out to the same resolution at the four wavelengths 0.9344, 0.9216, 0.9208 and 0.9003 Å, around the Br K edge at 0.92 Å and the structure determined from a map derived from a MAD data analysis using pseudo-MIR methodology, as implemented in the program MLPHARE. This is one of the first successful MAD phasing experiments carried out at Sincrotrone Elettra in Trieste, Italy. The structure was refined using the data measured at 0.9003 Å, anisotropic temperature factors and the restrained least-squares refinement implemented in the program SHELX96, and the helical parameters are compared with those previously determined for the isomorphous d(ACGTACGT)2 analogue. The asymmetric unit consists of a single strand of octamer with 96 water molecules. No countercations were located. The A-DNA helix geometry obtained has been analysed using the CURVES program.

Nicked-site substrates for a serine recombinase reveal enzyme–DNA communications and an essential tethering role of covalent enzyme–DNA linkages

To analyse the mechanism and kinetics of DNA strand cleavages catalysed by the serine recombinase Tn3 resolvase, we made modified recombination sites with a single-strand nick in one of the two DNA strands. Resolvase acting on these sites cleaves the intact strand very rapidly, giving an abnormal half-site product which accumulates. We propose that these reactions mimic second-strand cleavage of an unmodified site. Cleavage occurs in a synapse of two sites, held together by a resolvase tetramer; cleavage at one site stimulates cleavage at the partner site. After cleavage of a nicked-site substrate, the half-site that is not covalently linked to a resolvase subunit dissociates rapidly from the synapse, destabilizing the entire complex. The covalent resolvase–DNA linkages in the natural reaction intermediate thus perform an essential DNA-tethering function. Chemical modifications of a nicked-site substrate at the positions of the scissile phosphodiesters result in abolition or inhibition of resolvase-mediated cleavage and effects on resolvase binding and synapsis, providing insight into the serine recombinase catalytic mechanism and how resolvase interacts with the substrate DNA.

XRCC1 haploinsufficiency in mice has little effect on aging, but adversely modifies exposure-dependent susceptibility

Oxidative DNA damage plays a role in disease development and the aging process. A prominent participant in orchestrating the repair of oxidative DNA damage, particularly single-strand breaks, is the scaffold protein XRCC1. A series of chronological and biological aging parameters in XRCC1 heterozygous (HZ) mice were examined. HZ and wild-type (WT) C57BL/6 mice exhibit a similar median lifespan of similar to 26 months and a nearly identical maximal life expectancy of similar to 37 months. However, a number of HZ animals (7 of 92) showed a propensity for abdominal organ rupture, which may stem from developmental abnormalities given the prominent role of XRCC1 in endoderm and mesoderm formation. For other end-points evaluated-weight, fat composition, blood chemistries, condition of major organs, tissues and relevant cell types, behavior, brain volume and function, and chromosome and telomere integrity-HZ mice exhibited by-and-large a normal phenotype. Treatment of animals with the alkylating agent azoxymethane resulted in both liver toxicity and an increased incidence of precancerous lesions in the colon of HZ mice. Our study indicates that XRCC1 haploinsufficiency in mammals has little effect on chronological longevity and many key biological markers of aging in the absence of environmental challenges, but may adversely affect normal animal development or increase disease susceptibility to a relevant genotoxic exposure.

Two New Ternary Complexes of Copper(II) with Tetracycline or Doxycycline and 1,10-Phenanthroline and Their Potential as Antitumoral: Cytotoxicity and DNA Cleavage

This paper reports on the synthesis and characterization of two new ternary copper(II) complexes: [Cu(doxy-cycline)(1,10-phenanthroline)(H(2)O)(ClO(4))](ClO(4)) (1) and [Cu(tetracycline)(1,10-phenanthroline)(H(2)O)(ClO(4))](ClO(4)) (2). These compounds exhibit a distorted tetragonal geometry around copper, which is coordinated to two bidentate ligands, 1,10-phenanthroline and tetracycline or doxycyline, a water molecule, and a perchlorate ion weakly bonded in the axial positions. In both compounds, copper(II) binds to tetracyclines`. via the oxygen of the hydroxyl group and oxygen of the amide group at ring A and to 1,10-phenanthroline via its two heterocyclic nitrogens. We have evaluated the binding of the new complexes to DNA, their capacity to cleave it, their cytotoxic activity, and uptake in tumoral cells. The complexes bind to DNA preferentially by the major groove, and then cleave its strands by an oxidative mechanism involving the generation of ROS. The cleavage of DNA was inhibited by radical inhibitors and/or trappers such as superoxide dismutase, DMSO, and the copper(I) chelator bathocuproine. The enzyme T4 DNA ligase was not able to relegate the products of DNA cleavage, which indicates that the cleavage does not occur via a hydrolytic mechanism. Both complexes present an expressive plasmid DNA cleavage activity generating single- and double-strand breaks, under mild reaction conditions, and even in the absence of any additional oxidant or reducing agent. In the same experimental conditions, [Cu(phen)(2)](2+) is approximately 100-fold less active than our complexes. These complexes are among the most potent DNA cleavage agents reported so far. Both complexes inhibit the growth of K562 cells With the IC(50) values of 1.93 and 2.59 mu mol L(-1) for compounds I and 2, respectively. The complexes are more active than the free ligands, and their cytotoxic activity correlates with intracellular copper concentration and the number of Cu-DNA adducts formed inside cells.

Significance of large nuclear vacuoles in human spermatozoa: implications for ICSI

The aim of this study was to determine the extent of DNA fragmentation and the presence of denatured single-stranded or normal double-stranded DNA in spermatozoa with large nuclear vacuoles (LNV) selected by high magnification. Fresh semen samples from 30 patients were prepared by discontinuous isolate concentration gradient. Spermatozoa with normal nucleus (NN) and LNV were selected at x8400 magnification and placed on different slides. DNA fragmentation was determined by TUNEL assay. Denatured and double-stranded DNA was identified by the acridine orange fluorescence method. DNA fragmentation in spermatozoa with LNV (29.1%) was significantly higher (P < 0.001) than in spermatozoa with NN (15.9%). Therefore, cleavage of genomic DNA in low molecular weight DNA fragments (mono- and oligonucleosomes), and single-strand breaks (nicks) in high molecular weight DNA occur more frequently in spermatozoa with LNV. Similarly, the percentage of denatured-stranded DNA in spermatozoa with LNV (67.9%) was significantly higher (P < 0.0001) than in spermatozoa with NN (33.1%). The high level of denatured DNA in spermatozoa with LNV suggests precocious decondensation and disaggregation of sperm chromatin fibres. The results show an association between LNV and DNA damage in spermatozoa, and support the routine morphological selection and injection of motile spermatozoa at high magnification for ICSI.

Significance of extruded nuclear chromatin (regional nuclear shape malformation) in human spermatozoa: implications for ICSI

The aim of this study was to determine the extent of DNA fragmentation and the presence of denatured single-strand or normal double-strand DNA in spermatozoa with extruded nuclear chromatin (ENC) selected by high magnification. Fresh semen samples from 55 patients were prepared by discontinuous isolate concentration gradient. Spermatozoa with normal nucleus (NN) and ENC were selected at 8400x magnification and placed on different slides. DNA fragmentation was determined by TUNEL assay. Denatured and double-stranded DNA was identified by the acridine orange fluorescence method. DNA fragmentation was not significantly different (p = 0.86) between spermatozoa with ENC (19.6%) and those with NN (20%). However, the percentage of spermatozoa with detectable denatured-stranded DNA in the ENC spermatozoon group (59.1%) was significantly higher (p < 0.0001) than in the NN group (44.9%). The high level of denatured DNA in spermatozoa with ENC suggests premature decondensation and disaggregation of sperm chromatin fibres. The results show an association between ENC and DNA damage in spermatozoa, and support the routine morphological selection and injection of motile spermatozoa at high-magnification intracytoplasmic sperm injection.

What's the signification of nuclear vacuoles in human sperm?

The aim of this study was to determine the extent of DNA fragmentation and the presence of single/denatured or double stranded of DNA in sperm with large nuclear vacuoles (LNV) selected by high-magnification. A total of 30 patients had fresh semen samples prepared by discontinuous concentration gradient. Sperm with normal nucleus (NN) and LNV were selected at 8400x magnification and placed in different slides. DNA fragmentation was determined by TUNEL assay. Denatured and double stranded DNA was identified by acridine orange fluorescence method. The percentage of DNA fragmentation in LNV sperm (29%) was significantly higher (P<0.001) than NN sperm (15.8%). Therefore, cleavage of genomic DNA in low molecular weight DNA fragments (mono and oligonucleosomes), and single strand breaks (nicks) in high molecular weight DNA occur more frequently in LNV. Identically, the percentage denatured stranded DNA in sperm with LNV (67.9%) was significantly higher (P <0.0001) than NN sperm (33%). The high level of denatured DNA in sperm with LNV suggests precocious decondensation and disaggregation of sperm chromatin fibers. Our results support an association between LNV sperm and DNA damage, and the routine selection and injection of morphological motile sperm at high magnification for ICSI. The adverse effect (DNA fragmentation or denaturation) leads to concern particularly about the possibility of iatrogenic transmission of genetic abnormalities. Copyright - SBRA - Sociedade Brasileira de Reprodução Assistida.

A preliminary differential proteomic analysis of the periplasmic fraction in Acidithiobacillus ferrooxidans planktonic and attached cells exposed to chalcopyrite

The Acidithiobacillus ferrooxidans periplasmic space is known to have proteins involved in the respiratory chains. There are no reports about the expression of the periplasmic proteins in A. ferrooxidans cells attached to chalcopyrite. In this preliminary work, it was compared the periplasmic protein profiles of A. ferrooxidans planktonic and attached cells after exposure to chalcopyrite for 2 hours. The bacterial response to chalcopyrite was investigated by a proteomic approach (two- dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry). Four proteins differentially expressed between planktonic and attached cells after exposure to chalcopyrite were identified. Two of these proteins, repressed in chalcopyrite- attached cells, were both identified as superoxide dismutase, whereas the single strand binding protein (SSB) and the PspA/IM30 protein were induced. These results showed that A. ferrooxidans chalcopyrite- attached and planktonic cells show differential expression of the periplasmic proteins and that a proteomic approach can provide a valuable tool to detect proteins related to the A. ferrooxidans response to attachment to the mineral substrates. © (2009) Trans Tech Publications.

Clonagem e expressão da proteína E2 no vírus da hepatite C Humana: estudo da interação molecular E2-rLDL in vitro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de potenciais inibidores de inibidores de infecção causada por Vírus Sincicial Respiratório em cultura de célula

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aspectos da patogenia e análise da variabilidade da glicoproteína S do Coronavirus dos Perus isolado no Brasil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)